Контраст спекл-структуры

На практике профиль поверхности обычно исследуют при помощи щупа, приводимого в контакт с поверхностью. Вертикальные перемещения щупа преобразуются в изменения электрического напряжения, которые после усиления подаются на регистрирующее или вычислительное устройство. Высокочастотная фильтрация электрического сигнала позволяет сохранить только высокие частоты, т. е. только информацию о шероховатости поверхности. Основным недостатком такого типа устройств является необходимость механического контакта между щупом и поверхностью. Этот контакт может приводить к возникновению дефектов на исследуемой поверхности. Оптические же методы свободны от данного недостатка, так как оптический щуп не требует механического контакта, это просто микроскоп, наведенный на поверхность. Мы не будем здесь излагать классические оптические методы исследования шероховатости поверхности, а ограничимся лишь методами оптики спеклов. Информацию о шероховатости, вообще говоря, получают, исследуя корреляцию между двумя спекл-структурами, полученными от исследуемой поверхности либо при изменении ориентации лазерного пучка, либо при изменении длины волны света лазера. Были предложены и другие методы, которые основаны на анализе контраста спекл-структуры, создаваемой шероховатостью поверхности, в зависимости от пространственной или временной когерентности освещающего ее светового потока. [c.130]

При освещении шероховатой поверхности монохроматическим и пространственно-когерентным светом получаемая спекл-структура имеет максимальный контраст. Если мы уменьшим временную когерентность, сохранив пространственную когерентность неизменной, то контраст спекл-структуры также уменьшится. При заданной длине когерентности влияние шероховатости на контраст спекл-структуры особенно заметно, когда изменения рельефа поверхности имеют порядок величины длины когерентности. На данном эффекте может быть основан один из методов оценки шероховатости поверхности. Опыт показывает, что соотношение между контрастом спекл-структуры и шероховатостью почти не зависит от способа получения шероховатой поверхности. Таким образом, используя белый свет, длина когерентности которого около 1,5 мкм, можно по контрасту спекл-структуры оценивать шероховатость а в пределах от 0,2 до 3 мкм (рис. 137). Для определения контраста спекл-структуры [c.136]

Рис. 139. Зависимость контраста спекл-структуры от шероховатости [80].

При заданном значении р контраст спекл-структуры практически линейно зависит от среднеквадратичного отклонения [c.139]

Из-за столь высокого контраста спекл-структура чрезвычайно мешает наблюдателю, особенно если его интересует тонкая структура изображения, и приводит к значительному ухудшению эффективного разрешения. [c.331]

Конечная средняя мощность 73 Контраст спекл-структуры 331 Корреляция случайных переменных 27 Коэффициент асимметрии 251, 252 [c.515]

Рис. 63. Кривые контраста для полос в спектре спекл структур, зарегистрированных по схеме рис, 62.

Наблюдение за колебаниями объекта можно вести и визуально в реальном времени. На неподвижных участках объекта спекл-структура очень контрастная. В движущихся же областях из-за сложения интенсивностей некоррелированных спекл-структур контраст суммарной спекл-структуры стЗ новится слабым и даже может вообще отсутствовать. [c.114]

Тот факт, что плотность распределения интенсивности имеет вид экспоненты с отрицательным показателем, означает, что флуктуации относительно среднего значения оказываются довольно заметными. Если мы определим контраст С спекл-структуры как отношение стандартного отклонения интенсивности к ее среднему значению, то для поляризованного света получим [c.331]

Контраст (глубину модуляции) в спекл-структуре можно определить через величину дисперсии флуктуаций интенсивности = [c.228]

Эта величина соответствует визуальному восприятию спеклов как структуры высокого контраста. [c.234]

Когда диффузный прозрачный объект освещается лазером, т. е. источником, создающим излучение, когерентное в пространстве и во времени, контраст спекл-структуры в изображении объекта максимален. Если же диффузный объект освещается источником, излучение которого обладает временной когерентностью, но в пространстве когерентно лишь частично, то контраст спекл-структуры уменьшается. В этом случае контраст спекл-структуры сильно зависит от шероховатости диффузной поверхности и появляется возможность определения шероховатости по контрасту спекл-структуры. Схема опыта приведена на рис. 138. Конденсор С проецирует изображение монохроматического источника S на малое отверстие Т, помещенное в фокусе объектива L. Сформированный пучок освещает диффузный прозрачный объект G, например матовое стекло. Два объектива 0 и Ог формируют изображение объекта О на чувствительной поверхности фотоприемника R. Перед фотоириемником R помещается экран с отверстием, диаметр которого меньше диаметра пятен спекл-структуры. Диафрагма Р, помещенная в фокальной плоскости объектива Оь позволяет изменять диаметр пятен спекл-структуры на поверхности фотоприемника (экране). Перемещая фотоприемник в плоскости изображения G, можно определить профиль интенсивности спекл-структуры. [c.137]

Простейший вариант спекл-фотографии сводится к фотографированию объекта на одну и ту же фотопластинку до и после смещения или деформации. При освещении полученной таким способом спекл-фотографии нерасширеяиьш лазерным пучком в дальней зоне наблюдается гало дифракции с полосами Юнга (рис. iy, ориентация и период к-рых определяются направлением и величиной смещения объекта между экспозициями. При изменениях микроструктуры объекта меж-, ду экспозициями, что может быть обусловлено эрозией или коррозией поверхности, контактными взаимодействиями с др. телами, износом и т. д., идентичность спекл-структур, образованных объектом до и после смещения, нарушается и контраст полос Юнга уменьшается, что используют для изучения указаввых явлений. [c.605]

С увеличением размеров блокирующего низкие частоты, зкрана, чго соответствует уменьшению зффективной апертуры и, следовательно, связано с необходимостью увеличения времени зкспонирования, плотность световой энергии в реконструированном поле остается практически постоянной. Об зтом свидетельствуют результаты измерения дифракционной эффективности [132] спеклограмм (рис. 44). Такой, на первый взгляд, неожиданный результат связан с тем обстоятельством, чго контраст регистрируемой совокупности пространственных несущих (спекл-структуры) не зависит от размеров апертуры фокусирующей системы. Это обусловлено тем, что степень пространственной когерентности излучения, формирующего сфокусированную спеклограмму, остается постоянной и близкой к единице, независимо от размеров диффузно рассеивающего объекта и апертуры изображающей системы. [c.81]

Обратимся снова к схеме, представленной на рис. 53. Для получения линейно-поляризованного света возьмем поляризатор (рис. 64). Сделаем две экспозиции, повернув в про-межутке между экспозициями поляризатор на угол 0. Затем будем наблюдать спектр негатива, пользуясь, как и ранее, схемой, представленной на рис. 55. В том случае, когда диффузным объектом G служит матовое стекло, контраст полос уменьшается по мере того, как угол 0 увеличивается. Он становится равным нулю при 0 = л/2. Если в первой и второй экспозициях направления поляризации световых пучков образуют угол 90°, то две спекл-структуры, регистрируемые на фотопластинке Н, не имеют никакой корреляции. Аналогичные результаты получаются и с другими диффуз- [c.68]

Препятствием для развития этого перспективного метода является более сложная статистическая природа регистрируемой дифракционной картины, чем в методе с искусственной дифракционной решеткой на поверхности. Соотношения между микроскопическими изменениями структуры поверхности и изменениями наблюдаемого изображения представляются, вероятно, не столь очевидными. Более сложной является и интерпретация изображения. В частности, контраст и радиус корреляции в спекл-структуре изображения зависят от соотношения между параметрами микрорельефа и диаметром апертуры оптической системы, формируюш,ей изображение [4.8]. [c.95]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...